Распространение потенциала действия

Возникнув на одном участке клетки, ПД возникает по всей поверхности => распространение ПД обусловлено возникновением локальных токов, циркулирующих между возбужденными и невозбужденными участками клетки. Эти локальные токи и являются возбуждающим воздействием, оказывающим на невозбужденные участки клетки

 

Распределение ПД в одном направлении обусловлено рефрактерностью => клетка теряет способность к возбуждению

Скорость процесса распространения ПД:

υ ~ (υ = 20-30 м/c).

 

У позвоночных животных нервные волокна покрыты миелиновой оболочкой (являющиеся изолятором)

 

 

=> ПД через миелиновые(мякотные) волокна распространяется скачками от одного перехвата к другому – сальтаторный способ распространения ПД.

 

Если нейтрализовать действие одного перехвата, то ПД может перескочить через один => скорость распространения ПД увеличивается ≈ в 10 р.

 

Ур-е, описывающие процесс распространения ПД в безмякотных волокнах:

 

(1)

x- корд. вдоль волокна

t- скорость распространения ПД

dx

 

J_a

 

x

 

j

ρ_a – уд. электрическое сопротивление аксоплазмы

r – радиус аксона

 

Ток вдоль оси х (закон Ома):

(2)

(ток уменьшается, т.к. через мембрану течет ток j)

, (3)

j – плотность тока через мембрану

(2) подставим в (3)

=> (4)

(1) в (4):

(5)

Подставим в (5) уравнение Ходкина-Хаксли:

(6)

υ = 18,8 м/c – из решения этого уравнения, экспериментальные данные: υ = 21,2 м/c

Изменение потенциала φ в мякотном волокне, если подавать на мембрану подпороговый положительный, либо гиперполяризующий отрицательный потенциал плотность тока через мембрану описывается законом Ома:

, (7)

ρ_m – уд. сопротивление мембраны, l- толщина мембраны

Объединяя (4) и (7):

, (8)

где

Решение уровнения (8):

(9)